美國麻省理工學院(MIT)的研究人員首次示範透過無線供電來點亮燈泡,這種被命名為WiTricity的技術,是利用匹配天線(matched antennas)間的 磁耦合共振(magnetically coupled resonance)所達成。

該技術的發明人是MIT助理教授Marin Soljacic,他在去年秋天的美國物理學研究所舉行的產業化物理論壇(American Institute of Physics' Industrial Physics Forum)上首次發表此一技術。目前他的MIT團隊已經能透過隔著6英呎距離遙控點亮一盞60W燈泡的方式,來實際示範此一技術概念。

這個技術的關鍵在於非輻射性磁耦合(nonradiative magnetic coupling)的使用。「兩個相同頻率的共振物體會產生很強的相互耦合(couple with each other strongly);相反的,在非共振環境中的物體交互作用較弱。」Soljacic表示:「這種物理作用實現了非輻射性無線能量傳輸。」

目前磁耦合被應用在短距離範圍來對電池進行充電,如用於電動牙刷。但該技術要求充電中的設備非常靠近感應線圈,這是因為磁場能量會隨著距離變大會迅速消失;在傳統的磁感應中,距離只能透過增加磁場強度來增加。

而WiTricity技術是使用匹配共振天線(matched resonant antennas),可使磁耦合在幾英呎的距離內發生,而不需要增強磁場強度。有其他研究團隊曾示範長距離的射頻無線功率傳輸(radio- frequency wireless power transfers),但傳輸的功率僅幾微瓦(microwatts)到幾毫瓦(milliwatts)。

MIT的示範裝置包含直徑約3英呎的匹配銅線圈(matched cooper coils),以及與電源相連、工作頻率在兆赫(magahertz)範圍的傳輸線圈。接收線圈在非輻射性磁場內部發生共振,並以相同的頻率振盪,然後有效地利用磁感應來點亮燈泡。

Soljacic在燈泡示範中讓他的整個設計團隊成員站在發送和接收天線之間,而結果顯示共振天線上甚至在中間有物體相隔時也能保持耦合。 燈泡不受障礙物的影響繼續發光。該團隊表示,如果沒有匹配天線產生的共振,那麼必須要在傳輸線圈中使用100多倍的能量,才能實現傳統非輻射性磁感應。

該團隊下一步準備透過設計一種與嵌入在筆記型電腦底部的天線線圈相匹配的電腦室天線,來示範以無線方式為筆記型電腦供電。這個團隊不僅認為該技術能夠提供足夠的電源來為筆記型電腦充電,也預期該技術甚至能不需要電池、直接為筆記型電腦供電。

這項研究計畫受到美國陸軍研究辦公室(Army Research Office)、MIT陸軍奈米技術研究所(ISN)、美國國家科學基金會(NSF),以及美國能源部(Department of Energy)的贊助。Soljacic的團隊成員包括兩位教授Peter Fisher和John Joannopoulos (現任ISN總監),以及三位學生Andre Kurs、Aristeidis Karalis和Robert Moffatt。

(參考原文:Wireless energy transfer turns on bulb in MIT demo)

(R. Colin Johnson)


Jerry::無線供電是非常重要的技術躍進,在GUNDAM SEED Destiny中有一利用無線電波為impulse鋼彈充電的橋段,當時覺得很扯,現在看來似乎並不是不可能!Ubiquitous Network來臨之日似乎不遠矣…

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